Особенности хранения зерна злаковых культур в металлических силосах и его охлаждения активным вентилированием

Введение: Продовольствие является одним из важнейших ресурсов жизни. Уровень обеспечения продовольствием является первым признаком оценки её качества. [1, 6] Из зерна злаковых можно получить такие продукты как: крупы, муку для макаронных изделий и хлеба. Важность производства этих продуктов для людей трудно переоценить. Не стоит забывать, что зерно является таким же необходимым источником белка и углеводов и для животных. До 75% зерновых культур входит в состав комбикормов для большинства животных и птиц. Благодаря зерну злаковых успешно развивается животноводство и птицеводство, и увеличивается производство молока, мяса и других продуктов животноводства и птицеводства.

Нашей стране принадлежит первое место в мире по занимаемой территории, а значит, для нас не так остро стоит вопрос расширения пахотных земель, в отличие от других стран. Имея колоссальные возможности, наша страна занимает всего (пять процентов) ? в объёме мирового производства зерна, хотя её ресурс по посевным площадям составляет не менее четырнадцати процентов от объёма мирового производства зерна.

Парадокс заключается в том, что возросшие объёмы производства не всегда радуют аграриев, так как мало только убрать урожай зерновых, необходимо создать условия и для его долгосрочного хранения с применением современных технологий на базе научного подхода к проблеме. Необходимо сохранить зерно без количественных и качественных потерь.

Объекты и методы исследования: На сегодняшний день одним из предпочтительных и распространенных способов хранения является хранение зерна в металлических силосах. Изучению особенностей хранения зерна в металлических силосах большой вместимости, в том числе и для длительного хранения, посвящено много работ. В работах уделяется значительное внимание изучению изменений качества зерна в разные по длительности сроки хранения, определению эффективности активного вентилирования зерновой массы с целью охлаждения зерна в различных климатических условиях. Большинство этих работ выполнено исследователями ВНИИЗ и его филиалов, Кубанского, Сибирского и Казахского в восьмидесятые годы.

Исследовали изменение температуры и влажности (начальное значение 10,6%) зерна пшеницы в течение года хранения. Влажность зерна как в пристенной, так и в центральной части силоса практически не изменялась, оставаясь на уровне 10-11%. Значения фиксировали ежемесячно. Что касается температуры заложенного на хранение зерна, она составляет от 20°С до 32°С, при минимуме -5°С, в соответствии с сезонными изменениями температуры Отмечается, что влажность зерна в поверхностном слое имела тенденцию к увеличению на 0,4-1,2%. Влажность зерна в конце эксперимента проведенного Кубанским филиалом ВНИИЗ составляла 11,6%. [2].

Зерно в металлическом силосе охлаждают атмосферным воздухом, который нагнетают под перфорированное днище силоса. Воздух пронизывает зерновую массу по вертикали снизу-вверх, проходит под крышу силоса в пространство над зерном и затем выбрасывается в атмосферу через дефлекторы в крыше или специальные каналы.

При понижении температуры зерна до 15°С при температуре наружного воздуха в 10°С, нецелесообразно продолжать охлаждение зерна до температуры   наружного воздуха. На дальнейшее охлаждение зерна до 10°С (температуры наружного воздуха) необходимо затратить электрической энергии в несколько раз больше, чем на его охлаждение до 15°С, так как расход электрической энергии будет не пропорционален снижению температуры. На практике можно применить следующую формулу:



Результаты исследований: На основании лабораторных опытов были определены сроки безопасного хранения зерна пшеницы при различных режимах. Исследователи рекомендуют следующие сроки:

Исследования проводились по комплексу показателей, в том числе качественный и количественный состав микрофлоры (бактерии и плесневые грибы) [2, 7].

Рассматриваются и классифицируются риски, связанные с ухудшением качества хранящегося зерна общим числом более 25 (например, самосогревание, развитие насекомых вредителей, развитие микрофлоры и др.). Кроме того существуют риски (опасности) связанные с нарушением технологических и организационных требований по хранению зерна. Изучая степень (уровень значимости) влияния на сроки безопасного хранения риса, использовался многофакторный эксперимент, в котором учитывались следующие факторы: влажность, температура, содержание щуплых зерен, битых и обрушенных. За критерий оценки было принято увеличение интенсивности дыхания в 2 и более раз как комплексный показатель активности жизнедеятельности зерновой массы.

На основе анализа уравнения регрессии, авторами делается вывод, что главенствующую роль играют влажность зерна и его температура. Влияние этих факторов практически одинаково, а соответствующие коэффициенты в уравнении указанных факторов на порядок выше остальных [3,5].

Необходимость охлаждения зерна обосновывают результаты исследований качества пшеницы при хранении в металлическом силосе диаметром 15,2 м, выполненных ВНИИЗ [4]. Установлено, что пшеница при температуре 10°С с влажностью от 11% до 15% может храниться до 12 месяцев без изменения показателей качества. При температуре 20°С без изменения качества может храниться 12 месяцев только с влажностью не более 12%. В зерне влажностью 13-14% после 3 месяцев хранения наблюдается ухудшение некоторых показателей (энергия прорастания и всхожесть), уменьшение активности дегидрогеназ, что способствует началу денатурации белка в зародышевой части зерна, а к 9 месяцам увеличивается интенсивность дыхания приблизительно в 2 раза.

При температуре 30°С, хранение зерна без ухудшения качества наблюдали в течение 2 месяцев с влажностью не более 13%. При влажности 13-14% ухудшение качества происходило уже в первый месяц хранения. К 3 месяцам качественные показатели значительно ухудшились: снизилась натурная масса, энергия прорастания и всхожесть, увеличилось кислотное число жира, интенсивность дыхания, снизилось качество клейковины (стала крошащейся, неудовлетворительно крепкой, неудовлетворительной слабой и т.д.).

Необходимо осторожно относиться к вопросу охлаждения зерна с применением активного вентилирования наружным воздухом, чтобы не допустить увлажнения зерновой массы. Можно рассмотреть возможность предварительного осушения воздуха, подаваемого в силос, но при значительных подачах воздуха, это станет весьма затратным. Если температура зерна в силосе на момент закладки на хранение близка к температуре наружного воздуха, а влажность его не превышает 13%, то охлаждение его, в свете вышесказанного, нецелесообразно и более того, может привести к увлажнению зерна с учетом медленной диффузии влаги в верхние слои зерновой массы с воздухом и возможной сорбции влаги зерном.

Опасными факторами, которые необходимо учитывать при хранении зерна, особенно при закладке на длительное хранение, являются высокая положительная температура зерна (25°С и более) при влажности 14-15% и выше [8, 9].

После закладки на хранение теплого зерна, через некоторое время осуществляют активное вентилирование зерна с целью его охлаждения, выбирая при этом соответствующие условия по температуре и относительной влажности наружного воздуха. Этот технологический прием позволяет исключить негативные факторы, влияющие на сохранность зерна, а именно снизить: интенсивность дыхания зерновой массы, жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей, а также обеспечить равномерное распределение температуры и влаги в зерновой массе.

Выводы:
Активное вентилирование необходимо проводить:

• при превышении влажности зерна равновесного значения относительной влажности воздуха межзерновых пространств;
• при температуре зерна выше порогового развития вредителей и влажности более 13,5%;
• при вводе фумигантов для уничтожения насекомых вредителей, риска возникновения очагового или пластового самосогревания по показаниям датчиков температуры из термоподвески;
• при наблюдении снижения содержания О2 и увеличения содержания СО2 в межзерновом пространстве;
• при выравнивании температуры и влажности зерна в общей массе хранения.

Нет необходимости проводить активное вентилирование зерна:

• при влажности зерна ниже равновесного значения относительной влажности воздуха межзерновых пространств или нахождения на границе с равновесным значением влажности зерна значения относительной влажности наружного воздуха;
• при стабильных температурах зерновой массы или имеющих тенденцию к снижению;
• при отсутствии визуальных признаков образования капельножидкой влаги на внутренней поверхности верхней части конструкции силоса;
• при наблюдении снижения содержания О2 и увеличения содержания СО2 в межзерновом пространстве;
• при отсутствии опасений за качество хранящегося зерна при органолептической оценке качества (цвет, запах, вкус), а также смывах с поверхность проб зерна (оценка состава микрофлоры).

Список используемых источников:
1. Макеенко М. М. О развитии зернового хозяйства/ М.М. Макеенко // Экономика сельского хозяйства. - 2009. - №7.
2. Разработка рекомендаций по хранению, вентилированию, обеззараживанию зерна в силосах новых конструкций из сборного железобетона с конструктивной защитой диаметром 6 м и в металлическом исполнении 15,2; 18,2; 22,8 м. / Отчет (промежуточный) Кубанского филиала ВНИИЗ, Краснодар.-1981,1982.-с. 13-15, с.23-28.
3. Мачихина Л.И.; Алексеева Л.В.; Львова Л.С. Научные основы безопасности зерна (хранение и переработка). - М.: ДеЛи принт, 2007. - с. 106-108.
4. Кан Г.В., Александрова Н.Е. и др. Исследование качества зерна пшеницы при хранении в металлическом силосе большой емкости/ Труды ВНИИЗ, вып. 96. - М., 1981. - с.24-31.
5. Алексеева Л.В.; Кизатова М.Ж.; Артамонова Э.Г. Применение метода планирования многофакторного эксперимента при постановке исследований по хранению зерна/ Труды ВНИИЗ. -1989. Вып. 111.-с. 144-153.
6. Т.В. Ускова, Р.Ю. Селименков, А.Н. Анищенко, А.Н. Чекавинский Продовольственная безопасность региона/ ИСЭРТ РАН. - 2014. - с. 4-10.
7. ГА. Закладной Комплекс для сохранения зерна в металлических силосах // Хлебопродукты. - 2014. - №8. - с.40-41.
8. Жизнедеятельность зерна http://www.fumigaciya.ru/sites/default/files/public/page/2011-09/18/zhiznedeyatelnostsamosogrevaniezerna.pdf.
9. Качество зерна и его хранение, http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/kachestvo-zerna.html.
 
 

---